Реактор хлорирования этилена

Реактор хлорирования этилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Область использования: изобретение относится к конструкциям аппаратов, применяемых в химической промышленности для получения дихлорэтана путем прямого хлорирования этилена в среде кипящего дихлорэтана в присутствии катализатора. Сущность изобретения: реактор хлорирования этилена выполнен в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода хлора, этилена , возвратного дихлорэтана, вывода паров дихлорэтана и жидкого дихлорэтана с трихлорэтаном, и снабжен циркуляционной трубой , по высоте которой установлены секционирующие перфорированные тарелки , и распределителями этилена, хлора и возвратного дихлорэтана. Реактор в зоне ввода компонентов дополнительно снабжен диффузором, расположенным по высоте между распределителями дихлорэтана и нижней секционирующей тарелкой, в циркуляционной трубе выполнены одна на уровне верхней части диффузора, а выводящие элементы распределителя одного из компонентов , например этилена, расположены в кольцевом зазоре между стенкой реактора и диффузором в нижней части циркуляционной трубы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил оо С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 J 19/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4851830/26 (22) 16.07,90 (46) 07.70.92. Бюл. ¹ 37 (71) Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения, Саянское производственное объединение нХимпромн (72) З.А.Шишкин, В.И.Харитонов, А.Ф,Перевалов, В.Е.Попов, P.Ã,MóáàðàêoB, Ю,М.Шестаков, А,В.Сазонов, А.M,Êóçíåöîâ, И.И.Киселева и Ю.А,Сергеев (56) Авторское свидетельство СССР № 787079, кл. В 01 J 19/00, 1980. (54) РЕАКТОР ХЛОРИРОВАНИЯ ЭТИЛЕНА (57) Область использования; изобретение относится к конструкциям аппаратов, применяемых в химической промышленности для получения дихлорэтана путем прямого хлорирования этилена в среде кипящего дихлорэтана в присутствии катализатора.

Изобретение относится к конструкции аппаратов, применяемых в химической промышленности для получения дихлорэтана путем прямого хлорирования этилена в среде кипящего дихлорэтана в присутствии катализатора.

Целью изобретения является снижение расхода этилена и уменьшение выхода побочных продуктов реакции за счет обеспечения полного растворения вводимого этилена.

На чертеже представлен продольный разрез реактора.

Реактор представляет собой цилиндрическую вертикальную колонну 1, имеющую штуцеры 2 и 3 подвода этилена, штуцер 4 подвода хлора, штуцер 5 подвода возврат. Ы 1766486 A 1

Сущность изобретения; реактор хлорирования этилена выполнен в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода хлора, этилена, возвратного дихлорэтана, вывода паров дихлорэтана и жидкого дихлорэтана с трихлорэтаном, и снабжен циркуляционной трубой, по высоте которой установлены секционирующие перфорированные тарелки, и распределителями этилена, хлора и возвратного дихлорэтана, Реактор в зоне ввода компонентов дополнительно снабжен диффузором, расположенным по высоте между распределителями дихлорэтана и нижней секционирующей тарелкой, в циркуляционной трубе выполнены одна на уровне верхней части диффузора, а выводящие элементы распределителя одного из компонентов, например этилена, расnoëîæåны в кольцевом зазоре между стенкой реактора и диффузором в нижней части циркуляционной трубы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил, ного дихлорэтана, штуцер 6 вывода паров дихлорэтана с примесями, штуцер 7 — вывода жидкого дихлорэтана с трихлорэтаном, О штуцер 8 — слив. 0

Внутри корпуса реактора размещена ф циркуляционная труба 9. На уровне верхней IQ) половины циркуляционной трубы 9 в колон-,Ов не 1 размещены горизонтальные секционируюцтие перфорированные тарелки 10. и нижней части колонны 1 имеется распределитель 11 возвратного дихлорэтана в виде отрезка трубы с заглушенным дном и продольными прорезями в ее стенках, В пространстве между распределителем 11 дихлорэтана и нижней секционирующей тарелкой 10 размещен диффузор 12. Внутри диффузора 12, выше распределителя 11 дих1766486

55 лорэтана, расположен распределитель 13 хлора. Распределитель 13 представляет собой барботер в виде трубчатых перфорированных колец, расположенных концентрически в одной горизонтальной плоскости и подключенных параллельно к входному штуцеру 4, В кольцевом зазоре между диффузором 12 и стенкой колонны 1 размещен кольцевой барботажный распределитель 14 второго компонента реакции — этилена. Распределитель 14 подключен к штуцеру З,К штуцеру 2 подсоединен патрубок 15, являющийся дополнительным-распределителем этилена, вводимого в циркуляционную трубу 9.

Реактор работает следующим образом.

В колонну 1, заполненную до заданного уровня возвратным дихлорэтаном, подают компоненты реакции — хлор и этилен, При их соединении в присутствии катализатора образуется дихлорэтан (основной целевой продукт реакции) и выделяется количество теплоты, достаточное для испарения синтезированного дихлорэтана и в пять раз большее количества возвратного дихлорэтана.

Помимо основной реакции, идут побочные реакции с получением полихлоридов. Основной по количеству продукта реакцией является реакция заместительного хлорирования дихлорэтана с получением трихлорэтана, Известно, что при прочих равных условиях выходтрихлорэтана тем выше, чем выше температура среды, в которой протекает реакция.

При подаче указанных компонентов в колонну 1 в зоне распределителя хлора 13 начинается реакция хлорирования этилена, образуются пары дихлорэтана, включающие непрореагировавшие хлор и этилен, Газожидкостный поток в диффузоре 12 устремляется вверх. В диффузоре 12 образуется устойчивый восходящий парожидко.стный поток, а в кольцевом пространстве между диффузором 12 и стенкой колонны 1 и в циркуляционной трубе 9 образуются нисходящие парожидкостные потоки дихлорэтана с меньшим, чем в восходящем потоке, паросодержанием, Таким образом, в виде

"малого" контура циркуляции реакционная масса интенсивно циркулирует в нижней части реактора — зоне ввода компонентов. При этом происходит полное растворение этилена, вводимого через распределители 14 и

15 в нисходящий поток дихлорэтана, за счет повышения парциального давления при его опускании в нижнюю часть колонны 1 и за счет удлинения пути его движения, Далее, парожидкостная смесь, вышедшая из циркулирующих в зоне ввода потоков, проходит через секционирующие тарелки 10 в сепарационное пространство

40 реактора, откуда пары дихлорэтана с газовыми и парообразными примесями уходят через штуцер 6 на ректификацию, а жидкий дихлорэтан через циркуляционную трубу 9 сбрасывается вниз, образуя общий "большой" контур циркуляции дихлорэтана в реакторе, Расход дихлорэтана, циркулирующего по большому контуру, много меньше расхода дихлорэтана, циркулирующего по малому контуру из-за большого гидравлического сопротивления секционирующих тарелок 10, Наличие интенсивного малого контура циркуляции и ввод в нисходящие потоки этого контура одного из реагентов — этилена, имеющего низкую растворимость в дихлорэтане, более чем на порядок меньшую, чем растворимость в дихлорэтане хлора, обеспечивает его полное растворение за счет повышения парциального давления и удлинения пути пузырьков этилена, благодаря чему обеспечивается большая, чем у прототипа, доля синтеза дихлорэтана в жидкой фазе по отношению к доле дихлорэтана, синтезируемой из компонентов реакции в паровой фазе.

Снижение количества компонентов реагции, взаимодействующих в паровой фазе, снижает расход избыточного этилена, а также выход побочного продукта — трихлорэтана, Последнее обьясняется несколькими факторами: более равномерным распределением температуры жидкости в зоне ввода компонентов вследствие интенсивной циркуляции по малому контуру, более низкой температурой в ядре пузырей пара, содержащих реагирующие компоненты: хлор и этилен, вследствие снижения концентрации последних в жидкой и паровой фазах, уменьшения размеров парогазовых пузырей.

Общее снижение избыточного этилена может составить 20 — 40 .

Формула изобретения

1. Реактор хлорирования этилена, содержащий вертикальную колонну со штуцерами ввода газообразного хлора, этилена, жидкого возвратного дихлорэтана, вывода паров дихлорэтана и жидкого дихлорэтана, в которой размещены центральная циркуляционная труба, перфорированные тарелки и распределители газообразного хлора, этилена и жидкого возвратного дихлорэтана, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода этилена и уменьшения выхода побочных продуктов реакции за счет обеспечения полного растворения вводимого этилена, он снабжен установленной концентрично центральной циркуляционной трубе внешней циркуляционной грубой, размещенной между распределителем воз1766486 люлею

Составитель B,Ãâàðäèÿí

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Шароши

Редактор С.Кулакова

Заказ 3498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат" Патент",г.ужгород,ул. Гагарина,101 вратного дихлорэтана и нижней перфорированной тарелкой с образованием внешнего кольцевого зазора со стенками колонны, при этом распределитель газообразного хлора расположен в кольцевом пространстве, образованном циркуляционными трубами, а распределители газообразного этилена — во внешнем кольцевом зазоре.

2, Реактор по п1, отл и ч а ю щи и с я тем, что он снабжен размещенным в нижней

5 части центральной циркуляционной трубы дополнительным распределителем этилена, /Х3 троя